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PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'ÉLIMINATION DE PARTICULES
CONTENUES DANS UN COURANT DE FLUIDE
e
La présente invention concerne l'élimination de fines particules
contenues dans des gaz. La présente invention facilite en particulier la
séparation et la récupération de particules telles que poussières, brouillard,
vapeurs, fumée, ainsi que des gaz nocifs, etc, dispersés dans un gaz
présentant
un régime d'écoulement turbulent, en profitant de certains effets liés à la
turbulence de manière spécifique et nouvelle et en utilisant des moyens
io purement mécaniques.
Il est connu des spécialistes de la mécanique des fluides et des domaines
qui y sont liés que les fines particules dispersées dans un fluide présentant
un
écoulement turbulent ont tendance à suivre les tourbillons du fluide
turbulent.
La séparation de très fines particules présentant une taille comprise
entre 0,01 et 100 microns et contenues dans des gaz industriels ou dans l'air
ambiant représente une opération complexe et coûteuse. Les dispositifs
habituellement utilisés à cet effet comprennent des dépoussiéreurs
électriques,
différents filtres et des dépoussiéreurs humides. On utilise également des
2o laveurs pour éliminer les gaz nocifs contenus dans les gaz industriels. Des
collecteurs à cyclone sont employés de manière traditionnelle pour éliminer
les particules présentant une taille supérieure à environ 5 microns, et des
efforts concertés ont été récemment mis en oeuvre afin d'étendre leur
efficacité à des particules d'une taille d'environ 1 micron.
La demande de brevet international publiée sous le n W093/15.822
décrit une méthode permettant d'éliminer de fines particules dispersées dans
un courant de fluide en utilisant l'effet de mélange de la turbulence pour
séparer et récupérer les fines particules d'une manière spécifique et
nouvelle,
en faisant passer le courant de fluide présentant un écoulement turbulent à
travers un canal présentant un volume intérieur libre, le long duquel est
aménagée une zone communiquant librement avec le canal d'écoulement,
dans laquelle l'écoulement est entravé par un grand nombre d'objets proches
les uns des autres au sein de la veine d'écoulement, qui provoquent la
transformation de l'écoulement turbulent en un écoulement visqueux. Des
remous turbulents transportant les particules pénètrent continuellement dans
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cette zone, qui forme une couche sous-jacente visqueuse dilatée, et déposent
les pardcules à la surface des objets présents dans cette zone. La rétention
des
particules à la surface des objets est améliorée si ces objets sont chargés
d'électricité statique. On appellera "dépoussiéreurs d'écoulement turbulent"
les dispositifs fonctionnant selon le principe décrit ci-dessus de
récupération
des particules contenues dans des courants de fluide.
La présente invention divulgue des moyens destinës à effectuer une telle
séparation des particules qui ne sont pas décrits dans le document
W093/15.822.;
La présente invention décrit un dispositif permettant d'éliminer des
particules contenues dans un courant de fluide, comprenant un logement ayant
un passage pour le courant de fluide en écoulement turbulent, et une pluralité
d'objets orientés transversalement par rapport au sens de l'écoulement,
lesdits
objets ayant des bords communiquant avec le courant de fluide et définissant
entre eux au moins un espace stagnant où les particules sont récupérées;
caractérisé en ce que
les objets sont des plaques munies de fentes qui s'étendent à l'intérieur
depuis lesdits bords,
de sorte que les fentes fournissent des bords additionnels pour la
récupération des particules.
Dans tous les modes de réalisation, le mécanisme de récupération des
poussières est le même, à savoir un dépôt turbulent par pénétration de
tourbillons. La présente demande de brevet s'applique à tous les modes de
réalisation décrits ici, et aux futures modifications qui leur seront
apportées, qui
sont basés sur ce principe. Certains moyens de récupération ou d'élimination
des poussières recueillies sont décrits ici, mais ils ne constituent en aucune
façon la seule méthode d'élimination des poussières recueillies. Certains se
basent sur des moyens purement physiques (utilisant la gravité) et d'autres
reposent sur des moyens mécaniques (tels que base à claire-voie, transporteur
à vis, bande transporteuse, mécanisme à secousses, agitation à retour rapide,
etc.). Certains modes de réalisation sont utiles pour des applications à
petite
échelle (jusqu'à 500 acfm), certains sont destinés à des applications de
taille
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moyenne (jusqu'à 5000 acfm) et d'autres peuvent être modifiés en vue d'être
appliqués à des unités industrielles de grande échelle, mais tous reposent sur
le
même principe de base, celui du dépôt turbulent tel qu'il est décrit ici et
dans la
demande de brevet W093/15.822. Un grand nombre des modes de réalisation
décrits peut être utilisé, en plus de l'élimination de particules, pour
éliminer des
gaz nocifs soit par l'imprégnation de la surface collectrice avec un
catalyseur
adapté ou un adsorbant tel que du charbon actif, soit par une fine
pulvérisation
d'eau ou d'une solution aqueuse adaptée que l'on injecte dans le courant de
gaz
turbulent avant le dispositif collecteur. Dans le premier cas, les tourbillons
transportent continuellement le gaz nocif jusqu'à la surface collectrice où il
réagit
ou est adsorbé. Dans le second cas, le jet fin pulvérisé est précipité par
dépôt
turbulent après avoir absorbé le gaz nocif. Dans ce cas, le dépoussiéreur
d'écoulement turbulent fonctionne comme un dépoussiéreur humide. Le criblage
à sec constitue un autre champ
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d'application du dépoussiéreur d'écoulement turbulent; il peut être utilisé
pour récupérer les particules sèches formées au cours du processus. Certains
= moyens additionnels permettant la récupération des particules sont décrits
ci-
dessous en référence aux figures annexées suivant lesquelles :
s - la figure 1 est une vue de face d'une plaque disposée dans un logement et
utilisée dans de premiers moyens additionnels,
- la figure 2 comporte une élévation latérale présentant des vues écorchées :
fig. 2a d'un dépoussiéreur de courant turbulent conformément à de seconds
moyens additionnels, le mécanisme à retour rapide fig.2b est une vue de
face fig 2c d'une plaque de criblage et un plateau de dépoussiérage disposé
dans le logement,
- la figure 3 est une vue latérale d'un dépoussiéreur de courant turbulent
selon un mode de réalisation de troisièmes moyens additionnels,
- la figure 4 est une vue de face présentant des vues écorchées d'un
dépoussiéreur de courant turbulent selon un second mode de réalisation des
troisièmes moyens additionnels,
- la figure 5a est une vue latérale présentant des vues écorchées (a) d'un
dépoussiéreur selon un troisième mode de réalisation
- la figure 5b est une section transversale d'un dépoussiéreur de courant
turbulent selon un troisième mode de réalisation des troisièmes moyens
additionnels,
- la figure 6 est une vue en perspective présentant des vues écorchées (a) et
une coupe transversale perpendiculaire à l'axe principal (b) d'un
dépoussiéreur de courant turbulent selon un quatrième mode de réalisation
des troisièmes moyens additionnels,
- la figure 7 présente deux vues en perspective d'un dépoussiéreur de courant
turbulent selon un cinquième mode de réalisation des troisièmes moyens
additionnels, l'une (7a) comportant des vues écorchées, et l'autre (7b)
représentant l'emplacement de sections : une coupe transversale le long de
l'axe principal fig. 7c et deux coupes transversales perpendiculaires à l'axe
principal : fig. 7d et fig. 7e,
- la figure 8 présente une vue en perspective comportant des vues écorchées
fig. 8a et une coupe horizontale fig. 8b d'un dépoussiéreur de courant
turbulent selon un sixième mode de réalisation des troisièmes moyens
additionnels, et
i . ..
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4 =
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- la figure 9 présente une vue en perspective comportant des vues écorchées
d'un dépoussiéreur de courant turbulent selon un septième mode de
réalisation des troisièmes moyens additionnels.
1 - Premiers moyens additionnels, fipa ri e 1
Dans des preniiers moyens additionnels représentés sur la figure 1, il est
possible de placer un nombre relativement élevé de plaques 18 les unes
derriàre les autres transversalement dans le logement 10, soit en les posant
sur le fond du logement, comme il est décrit dans le document W093/15.822,
i0 soit en laissant un espace entre le fond 20 du logement 10 et les bords
inférieurs des plaques 18. Le gaz s'écoule dans le canal 16 sous la forme d'un
écoulement turbulent. Certaines ou toutes les plaques comportent une
pluralité de fentes 8 alignées les unes derrière les autres, formant des
espaces,
que l'on peut désigner par le terme de "canyons", et qui traversent
l'ensemble des plaques 18. La largeur de chacune de ces fentes ou canyons est
variable mais elle est de préférence comprise entre environ 3 mm et 10 mm.
Les espaces entre les fentes ou canyons pratiqués dans les plaques sont
également variables, mais ils sont compris de préférence entre environ 1 cm
et environ 30 cm. Lors d'essais réalisés sur des poussières d'essai ASP 200
dispersées avec un diamètre moyen des particules de 1,8 .m, un logement 10
d'une largeur de 61 cm, un canal 16 d'écoulement du gaz d'une hauteur de 5
cm, un espacement des plaques de 4 cm, une hauteur de plaques de 15 cm,
une vitesse du gaz comprise entre :2 ms-I et 18 ms-1, un dépoussiéreur d'une
longueur de 3,4 m, le rendement de récupération avec des plaques exemptes
de "canyons" s'élevait à 48 %, tandis qu'avec des plaques munies de 13
"canyons" de 3 mm de largeur, le rendement passait à 62 %.
2 - Seconds moyens additionnels, fieure 2
Dans de seconds moyens destinés à effectuer la séparation de particules,
illustrés par la figure 2, on peut utiliser, au lieu de la pluralité de
plaques
transversales rapprochées décrites dans le document W093/15.822, un
nombre relativement élevé de tamis à mailles 6, chacun étant soutenu par un
châssis 4, disposés les uns derrière les autres, et présentant un espace
d'environ 0,5 cm à 2 cm entre le fond du plateau de dépoussiérage 28
reposant sur des coulisseaux 26 fixés au fond du conduit, et le bord inférieur
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1 ~
d'un tamis. Des chevilles 2 destinées à venir frapper les tamis sont fixées
aux
côtés du plateau 28. Selon une variante préférée, une bande de métal 18 d'une
largeur comprise entre environ 1 cm et 4 cm peut être placée sur le bord
supérieur de chaque tamis en remplacement de celui-ci. Les tamis peuvent
5 être espacés d'un intervalle quelconque compris de préférence entre environ
0,5 cm et environ 5 cm; ils peuvent être réalisés en fibres, en filaments ou
en
fils métalliques d'un diamètre compris de préférence entre environ 0,1 mm
et environ 1 mm. La dimension des mailles du tamis peut varier largement
mais elle sera de préférence comprise entre environ 1 mm et environ 10 mm.
to Cette disposition est analogue à celle décrite dans le document
W093/15.822.
Le gaz chargé de poussières pénètre dans le logement 10 par l'entrée 12, il
s'écoule à travers le canal 16 et le gaz purifié est évacué par la sortie 14.
L'entrée et la sortie comportent un rebord 24. Les fines particules sont
entraînées par les tourbillons dûs au gaz qui s'écoule à travers le passage
libre au-dessus des tamis vers la zone occupée par les tamis, où les
tourbillons déclinent et les poussières se déposent sur les mailles des tamis
(et
sur les bandes de métal placées sur les bords supérieurs des tamis) puis,
après
la formation d'un dépôt d'une épaisseur suffisante, les particules déposées
tombent dans le fond du dispositif. Le plateau de dépoussiérage 28 est fixé à
une lourde plaque d'acier 52 qui est agitée avec une amplitude d'environ 1
cm à 3 cm et à une fréquence d'environ 2 Hz, via l'arbre 36, par une came à
retour rapide 38, au moyen d'un soufflet 34, ou de tout autre moyen adapté à
cet effet, servant d'organe d'étanchéité pour l'arbre d'entraînement 36, et la
came 38 est entraînée par un moteur 40. Le rapport de vitesses d'un aller-
retour s'élève à environ 2 ou 3, les poussières recueillies sur le plateau
étant
envoyées dans la trémie 46 tandis que les poussières continuent à être
recueillies sans interruption. La trémie est vidée au moyen de la vanne
rotative 44. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'aller s'effectue de
droite
à gauche. Une autre possibilité consiste à placer la trémie 46 à l'extrémité
opposée du logement 10, où le gaz purifié quitte l'installation par la sortie
14, au lieu de la placer du côté de l'entrée 12. Toutefois, l'aller se fera
dans
ce cas de gauche à droite. L'utilisation de tamis au lieu de plaques est
, avantageuse car elle permet d'augmenter la surface accessible aux fines
particules à recueillir, ce qui permet d'accroître le rendement de
récupération des particules. L'élimination des poussières recueillies au fond
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de l'installation par agitation au moyen d'un mécanisme à retour rapide peut
également être mise en oeuvre lors de l'emploi de plaques, que celles-ci
soient exemptes de "canyons" comme il est décrit dans le document
W093/15.822 ou munies de fentes telles que celles employées dans les
premiers nouveaux moyens de la présente invention.
3 - Troisièmes moyens additionnels, figures 3. 4. 5. 6. 7. $,
2
Dans de troisièmes moyens additionnels destinés à la séparation de
io particules, on emploie, au lieu de la pluralité de plaques transversales
rapprochées ou de tamis, un tapis fait d'un tissu fibreux ou mat disposé le
long de l'écoulement gazeux turbulent dans le dispositif. Le tissu fibreux
peut
être à base de fibres de polyester, de verre, de métal ou de céramique, et il
présente une porosité (taux de vide) comprise de préférence entre environ
0,90 et environ 0,999; ses fibres présentent un diamètre compris entre
environ 0,001 mm et environ 0,1 mm afin de disposer d'un espace moyen
d'environ 0,5 mm à 2 mm entre deux fibres voisines. Les fibres du mat
peuvent être chargées d'électricité statique et/ou le mat peut être plissé.
L'épaisseur du mat peut être comprise entre environ 1 cm et environ 30 cm.
Cette nouvelle réalisation de l'invention est similaire dans une certaine
mesure aux second moyens additionnels décrits dans le présent document,
mais elle permet d'utiliser des fibres collectrices beaucoup plus fines, ce
qui
permet d'obtenir des surfaces collectrices plus importantes que celles
disponibles avec les tamis; elle offre en outre certains avantages en matière
de construction et de fabrication. Le gaz présent dans les mats de porosité
élevée forme une couche limite visqueuse dilatée dans laquelle pénètrent des
tourbillons issus du courant de gaz turbulent et transportant des particules
en
suspension. Les particules sont capturées par les fibres par tous les
mécanismes de récupération connus. Alors que dans les filtres
conventionnels, on fait entrer le gaz par un côté du milieu filtrant pour le
faire ressortir de l'autre côté, ce qui entraîne une perte de pression élevée
et
un bouchage progressif du milieu, dans la présente invention, la majeure
partie du gaz s'écoule le long du mat poreux dans un canal ouvert, ce qui
assure un rendement de récupération des particules élevé avec un débit stable,
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ainsi qu'une perte de pression qui reste à un niveau constamment bas et une
vitesse de gaz élevée.
3 a) Dans le mode de réalisation des troisièmes moyens additionnels
présenté sur la figure 3, le dépoussiéreur d'écoulement turbulent comporte
un logement 10, une entrée 12 pour le gaz chargé de fines particules et une
sortie 14 pour le gaz purifié, disposé sur un axe généralement horizontal et
muni de rebords 24. A l'intérieur du logement 10, le gaz s'écoule à travers le
passage 16 au-dessous duquel se trouve un tapis constitué d'un matelas
fibreux 30, maintenu par une cage en fils métalliques 32, fixé à un plateau de
1o dépoussiérage 28 qui est agité par intermittences ou en continu au moyen du
mécanisme à retour rapide décrit dans le cadre du mode de réalisation
illustré par la figure 2 et constitué de l'arbre d'entraînement 36, du
soufflet
34 ou d'un autre moyen d'étanchéité adapté, de la came à retour rapide 38 et
du moteur 40. Au cours d'essais réalisés avec un matelas de fibres de verre
d'une épaisseur de 10 cm ou 15 cm et d'une porosité de 99,5 %, formé de
fibres d'un diamètre d'environ 30 }tm, lesdits essais étant conduits dans les
mêmes conditions que celles décrites pour les premiers moyens additionnels,
le rendement de récupération a pu être élevé à 70 %. Ce mode de réalisation
présente d'autres avantages tels que la possibilité d'éliminer du dispositif,
de
manière continue, les poussières déjà recueillies, ainsi que le coût et le
poids
très inférieurs du matelas par rapport aux plaques.
3 b) Le mode de réalisation présenté sur la figure 4 présente de
grandes similitudes avec le mode de réalisation illustré par la figure 3. Il
comporte un logement 10 similaire avec une entrée 12 et une sortie 14
destinées au gaz, des rebords 24, mais il est disposé sur un axe orienté à
environ 70 degrés par rapport à l'horizontale. Le gaz s'écoule à travers le
canal 16, sous lequel se trouve un tapis fibreux 30, maintenu par une cage en
fils métalliques 32 soudée à une lourde plaque d'acier 52, qui est agitée au
moyen d'un arbre d'entraînement 36 actionné par un mécanisme à secousses
50, monté sur un support 54 et fonctionnant avec des amplitudes et à des
fréquences similaires à celles décrites à propos du mode de réalisation de la
figure 2, mais qui n'est pas nécessairement du type à retour rapide. Le
soufflet 34 ou tout autre moyen adapté fait office d'organe d'étanchéité pour
l'arbre d'entraînement 36. La cage en fils métalliques glisse sur des
coulisseaux 26. Les poussières décrochées des fibres du fait des secousses
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tombent dans le canal d'évacuation des poussières 48 et glissent sur le fond
20
du logement 10 sous l'effet de la gravité pour tomber dans la trémie 46, d'où
elles sont évacuées via la vanne rotative 44. =
3 c) Le troisième mode de réalisation des troisièmes moyens
additionnels de l'invention est illustré par les figures 5a et 5b. Le logement
10, l'entrée 12 et la sortie 14, les rebords 24, le canal d'écoulement du gaz
16, le plateau de dépoussiérage 28 auquel est fixée la lourde plaque d'acier
52, les coulisseaux 26, le fond 20, le mécanisme à retour rapide comprenant
la came à retour rapide 38, l'arbre d'entraînement 36, le soufflet ou tout
autre moyen adapté 34 et le moteur 40, la trémie 46, la vanne rotative 44
sont tous identiques aux composants correspondants du mode de réalisation
décrit en référence à la figure 2 de ce document. Dans ce mode de
réalisation, le tissu fibreux est utilisé sous la forme d'une bande déplacée à
faible vitesse par des arbres 56 équipés de pignons (non référencés). Les
poussières sont recueillies par la bande dans le passage supérieur et en sont
évacuées par les arbres de dépoussiérage 76, également munis de pignons
104, dans le passage inférieur. Les arbres sont commandés par un moteur
(non représenté).
Dimensions
Les dimensions types propres à tous les modes de réalisation décrits ci-
dessus sont les suivantes. La largeur du logement 10 est comprise entre 10
cm et 1 m et s'élève de préférence à environ 50 cm, la hauteur du canal
d'écoulement 16 est comprise entre 1 cm et 20 cm et s'élève de préférence à
environ 5 cm, l'épaisseur du matelas fibreux 30 est comprise entre 1 cm et
30 cm et s'élève de préférence à environ 10 cm. La longueur du logement
dépend de la tâche à accomplir et du rendement de récupération recherché.
La vitesse du gaz dans le canal d'écoulement 16 est comprise entre 1 ms-1 et
ms-1 et s'élève de préférence à environ 15 ms-1. La came à retour rapide
38 possède un rapport de vitesses aller-retour d'environ 2 à 3, la course est
30 d'environ 2 cm et la fréquence s'élève à environ 2 Hz.
3 d) Un quatrième mode de réalisation des troisièmes moyens
additionnels de l'invention, dans lequel on utilise des tissus fibreux ou
matelas
possédant les propriétés décrites ci-avant, est illustré par les figures 6a et
6b.
Le logement consiste ici en un tube 10 muni d'une entrée 12 pour le gaz
chargé de poussières et d'une sortie 14 pour le gaz purifié équipées de vannes
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78. A l'intérieur du tube 10, le tissu fibreux 30 est inséré entre deux tubes
concentriques constitués d'une grille de fil métallique moyen ou de fines
tiges
de métal. Le tube formé par la grille tubulaire inteme 98 constitue le canal
d'écoulement 16; il est rattaché à la grille tubulaire externe 32 par la
plaque
de tête renforcée 52. La cage peut se déplacer selon un mouvement ascendant
et descendant au sein du logement 10, guidée par deux tiges 100 qui sont
fixées solidairement à la grille 32 et qui glissent dans des glissières de
guidage 102 fixées à l'intérieur du logement 10, comme le montre la figure
6b. Une plaque conique 96 en forme d'entonnoir relie l'extrémité inférieure
de la grille tubulaire externe 32 à l'extrémité inférieure de la grille
tubulaire
inteme 98. La cage, constituée des grilles tubulaires 32 et 98, de la
garniture
de tissu fibreux 30, de la plaque de tête renforcée 52 et du cône 96, est
agitée
de manière intermittente selon un mouvement alternarif par le mécanisme 50,
qui peut être un mécanisme à retour rapide ou à simple excentrique. L'arbre
d'entraînement 36 est rattaché à la plaque renforcée 52 par le soufflet 34 ou
par tout autre organe d'étanchéité adapté à cet effet. Les poussières tombent
dans la trémie 46 d'où elles peuvent être évacuées par l'intermédiaire de la
vanne rotative 44. Le diamètre de la grille tubulaire interne 98 est compris
entre 2 cm et 40 cm, de préférence entre environ 10 cm et 20 cm, et
l'épaisseur de la garniture de tissu fibreux 30 est comprise entre 2 cm et 15
cm, de préférence entre environ 5 cm et 10 cm; la vitesse d'écoulement du
gaz est comprise entre 2 ms-t et 30 ms-t. La longueur du matelas tubulaire
est comprise entre 3 m et 30 m selon la tâche à accomplir. Dans le cas de
débits de gaz importants, comme on en rencontre couramment dans
25 l'industrie, un grand nombre de grilles tubulaires internes est rattaché à
une
même plaque de tête renforcée, et la batterie de tubes est encastrée dans une
grille externe de grande dimension dont le périmètre supérieur est fixé à la
plaque de tête. L'espace compris entre les grilles tubulaires internes, la
plaque de tête et Ia grille extelne est garni d'un tissu fibreux. Au bas de la
30 garniture fibreuse, sous chaque tube interne, se trouve un cône en forme
d'entonnoir dont l'extrémité supérieure est rattachée au fond cannelé de la
cage. L'intégralité de la cage glisse à l'intérieur d'un logement et est
agitée
par intermittences, selon un mouvement alternatif, par un secoueur disposé à
l'extrémité supérieure du logement. Les poussières sont envoyées dans une
trénve d'où elles sont évacuées par une vanne rotative. Au cours d'essais
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réalisés avec une couche de 10 cm d'épaisseur d'un matelas de fibres de verre
d'une porosité de 99,5 %, constitué de fibres d'un diamètre d'environ 30 m,
le canal tubulaire d'écoulement du gaz 16 ayant un diamètre intérieur de 20
cm, avec un tube d'une longueur de 3 m, la vitesse d'écoulement du gaz étant
comprise entre 12 ms- t et 18 ms-1, on a mesuré un rendement de
récupération des poussières d'essai standard ASP 200 de 78 %.
3 e) Un cinquième mode de réalisation des troisièmes moyens
additionnels de l'invention, comprenant des tissus fibreux ou des mats
présentant les propriétés décrites ci-dessus, et illustré par les figures 7a à
7e.
1o Il comporte un logement rectangulaire 10 dans lequel est placée une cage
rectangulaire 32 présentant un ajustement libre et séparée en quatre
compartiments égaux par des cloisons étanches 90. Le gaz chargé de
poussières pénètre, par l'entrée 12, dans un tube constitué d'une grille en
fil
métallique moyen, d'abord dans le compartiment 82, ensuite dans le
compartiment 84, puis dans le compartiment 86, et le gaz purifié quitte
finalement le compartiment 88 par la sortie 14. L'espace compris entre la
cage et le tube constitué par une grille est garni d'un tissu fibreux. Un
flexible 108, présenté sur la coupe de la figure 7c, relie l'entrée 12 et la
sortie 14 aux deux extrémités du tube dont la paroi est constituée d'une
grille. L'aspect extérieur du boîtier est représenté dans la figure 7b, sur
laquelle sont également indiquées les positions des sections. La partie
supérieure de la cage est formée d'une plaque de tête renforcée 52 reliée par
l'arbre d'entraînement 56 à un secoueur qui permet à la cage d'effectuer un
mouvement altelnatif ascendant et descendant. Les figures 7d et 7e présentent
deux coupes horizontales de l'équipement dont les positions sont indiquées
sur la figure 7b. Les poussières tombées des fibres du fait des secousses
parviennent dans la trémie 46, d'où elles sont évacuées par différents moyens
adaptés tels que, par exemple, un transporteur à vis. Le nombre de
compartiments ou de passages n'est pas limité à quatre comme dans ce mode
de réalisation ; ils peuvent être aussi nombreux qu'on le jugera nécessaire ou
adéquat. Les dimensions choisies dans ce mode de réalisation sont identiques
à celles adoptées dans le mode de réalisation précédent illustré par la figure
6. Ce mode de réalisation offre la possibilité d'utiliser un dispositif
comportant un canal d'écoulement dont la longueur utile est la même que
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celle choisie pour le mode de réalisation précédent, mais dont la hauteur est
très inférieure.
3 f) Un sixième mode de réalisation des troisièmes moyens additionnels
de l'invention, comprenant des tissus fibreux ou des mats dont les propriétés
sont décrites ci-dessus, est illustré par les figures 8a et fig. 8b. II est
constitué
de modules formés de deux mats fibreux enchâssés 30 d'une épaisseur
d'environ 1 cm à 2 cm, disposés horizontalement ou verticalement, espacés
de 1 à 3 cm et formant un canal 16 d'environ 50 cm de haut et d'environ 50
cm de long, à travers lequel circule le flux air/gaz sous la forme d'un
lo écoulement turbulent. Selon une forme préférée de ce mode de réalisation,
représentée par une vue de dessus sur la figure 8b, les mats 30 sont plissés,
les plis étant orientés perpendiculairement par rapport au sens de circulation
du flux turbulent gaz/air, de manière similaire aux tamis dont l'orientation
est représentée sur la figure 2. La figure 8b montre également les bords de
retenue 24 disposés aux extrémités de chaque passage. Une autre particularité
de ce mode de réalisation réside dans le fait que les poussières sont
recueillies
des deux côtés du canal traversé par le flux turbulent gaz/air. C'est pour
cette
raison que ce mode de réalisation est appelé collecteur à double côté; la
disposition des mats collecteurs 30 ressemble à celle des électrodes
collectrices dans les dépoussiéreurs électriques du type à plaques. Dans ce
mode de réalisation, plusieurs modules (cinq sur la figure 8) tels que ceux
décrits ci-dessus et disposés côte à côte sont connectés en série par des
raccords en U 72, de telle manière que le sens de l'écoulement gaz/air varie
de 180 chaque fois que l'air passe d'un module dans un autre. Le flux
air/gaz chargé de poussières pénètre par l'entrée 12 et le flux air/gaz
purifié
est évacué par la sortie 14. Les mats enchâssés 30 sont insérés dans une
structure 74, constituée de deux plaques frontales et de quatre cloisons,
logée
dans le boîtier 10. Le flux gaz/air est introduit au moyen du ventilateur 68
monté sur le support 70. Ce mode de réalisation est particulièrement
avantageux pour des applications telles que l'épuration de l'air dans les
habitations et les bureaux où l'air est peu chargé en particules, si bien que
les
mats fibreux ne nécessitent pas un nettoyage fréquent. Pour des unités
nécessitant des rendements de récupération extrêmement élevés, on peut
utiliser des mats collecteurs chargés d'électricité statiques, plissés ou
plats,
et/ou pour la désodorisation, on peut employer des mats contenant un
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adsorbant approprié, par exemple du charbon actif, en remplacement de
certains mats existants. Des versions agrandies des collecteurs à double côté
de ce mode de réalisation peuvent être utilisées pour l'épuration des gaz
industriels. Toutefois, dans ce cas, les mats collecteurs doivent subir un
nettoyage régulier par agitation ou par tout autre moyen approprié. Dans une
unité d'essai comportant un canal d'écoulement 16 d'une largeur de 1,3 cm et
d'une longueur utile de 2,5 m, des mats fibreux plissés 30 de 2,5 cm
d'épaisseur et avec une vitesse d'écoulement de l'air de 6,5 ms-t, on a pu
mesurer un rendement de récupération des poussières d'essai standard ASP
to 200 de 92 %. Dans la même unité d'essai, avec un air circulant à la même
vitesse, on a pu recueillir 100 % des poussières formées de particules d'un
diamètre de 5 m et contenues dans l'air ambiant, dans le cadre d'essais
réalisés avec des mats. fibreux plissés 30 d'une épaisseur de 2,5 cm et
chargés
d'électricité statique.
3 g) Le septième mode de réalisation des troisièmes nouveaux moyens
de l'invention utilisant des tissus fibreux ou des mats est illustré par la
figure
9. Il consiste en une configuration en spirale du mat 30 disposé sur une
feuille imperméable 106. Cette feuille, sur laquelle est montée le mat, est
enroulée en forme de spirale de manière à laisser un espace 16 entre deux
spires consécutives, formant ainsi deux canaux de gaz parallèles 16. Le
dépoussiéreur d'écoulement turbulent en spirale est placé dans un logement
cylindrique 10, l'entrée 12 destinée au gaz chargé de poussières se trouvant
en son centre et la sortie 14 destinée au gaz purifié étant placée
tangentiellement sur la périphérie extérieure du cylindre. Le couvercle de
l'unité, auquel est raccordée l'entrée, n'est pas représenté sur la figure 9.
Comme on peut le voir sur cette figure, ce mode de réalisation est également
très bien adapté à l'épuration de l'air dans les habitations et les bureaux,
où
l'air est peu chargé en poussières. L'unité ne nécessite qu'un nettoyage
périodique à intervalles peu rapprochés, y compris par agitation ou par
aspiration. La largeur d'un passage d'air est comprise entre environ 1 cm et
3 cm. L'épaisseur du mat est comprise entre environ 2 cm et 5 cm et la
hauteur de l'unité varie entre environ 10 cm et 50 cm. L'un des avantages de
cette configuration en spirale réside dans le fait qu'elle favorise
l'apparition
de conditions d'écoulement turbulent pour des valeurs du nombre de
Reynolds inférieures (c'est-à-dire, pour un système donné, avec un gaz
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présentant une vitesse d'écoulement inférieure) à celles rencontrées dans un
conduit droit. Des versions agrandies du dépoussiéreur d'écoulement
turbulent en spirale peuvent être utilisées pour l'épuration des gaz
industriels.
Dans ce cas toutefois, les mats collecteurs nécessitent un nettoyage
périodique
par agitation ou par tout autre moyen approprié. Dans une unité d'essai
comportant un canal d'écoulement 16 d'une largeur de 1,3 cm, un mat
fibreux 30 d'une épaisseur de 2,5 cm, une longueur utile du canal 16 de 3 m
et avec une vitesse de circulation de l'air de 2,5 ms't, on a mesuré un
rendement de récupération des poussières d'essai ASP 200 de 92 %.
En résumé, la présente invention apporte un certain nombre de
nouvelles structures et méthodes de mise en oeuvre permettant d'éliminer de
manière efficace des particules, généralement de très petite taille, en
suspension dans des gaz industriels ou dans l'air. Des modifications sont
possibles sans sortir du cadre de cette invention.
